题目内容
【题目】如图,顶点为M的抛物线y=a(x+1)2﹣4分别与x轴相交于点A,B(点A在点B的右侧),与y轴相交于点C(0,﹣3).
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)判断△BCM是否为直角三角形,并说明理由.
(3)抛物线上是否存在点N(点N与点M不重合),使得以点A,B,C,N为顶点的四边形的面积与四边形ABMC的面积相等?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】
(1)
解:∵抛物线y=a(x+1)2﹣4与y轴相交于点C(0,﹣3).
∴﹣3=a﹣4,
∴a=1,
∴抛物线解析式为y=(x+1)2﹣4=x2+2x﹣3
(2)
解:△BCM是直角三角形
理由:由(1)有,抛物线解析式为y=(x+1)2﹣4,
∵顶点为M的抛物线y=a(x+1)2﹣4,
∴M(﹣1,﹣4),
由(1)抛物线解析式为y=x2+2x﹣3,
令y=0,
∴x2+2x﹣3=0,
∴x1=﹣3,x2=1,
∴A(1,0),B(﹣3,0),
∴BC2=9+9=18,CM2=1+1=2,BM2=4+16=20,
∴BC2+CM2=BM2,
∴△BCM是直角三角形
(3)
解:存在,N(﹣1+ , )或N(﹣1﹣ , ),
∵以点A,B,C,N为顶点的四边形的面积与四边形ABMC的面积相等,且点M是抛物线的顶点,
∴①点N在x轴上方的抛物线上,
如图,
由(2)有△BCM是直角三角形,BC2=18,CM2=2,
∴BC=3 ,CM= ,
∴S△BCM= BC×CM= ×3 × =3,
设N(m,n),
∵以点A,B,C,N为顶点的四边形的面积与四边形ABMC的面积相等,
∴S△ABN+S△ABC=S△BCM+S△ABC,
∴S△ABN=S△BCM=3,
∵A(1,0),B(﹣3,0),
∴AB=4,
∴S△ABN= ×AB×n= ×4×n=2n=3,
∴n= ,
∵N在抛物线解析式为y=x2+2x﹣3的图象上,
∴m2+2m﹣3= ,
∴m1=﹣1+ ,m2=﹣1﹣ ,
∴N(﹣1+ , )或N(﹣1﹣ , ).
②如图2,
②点N在x轴下方的抛物线上,
∵点C在对称轴的右侧,
∴点N在对称轴右侧不存在,只有在对称轴的左侧,
过点M作MN∥BC,交抛物线于点N,
∵B(﹣3,0),C(0,﹣3),
∴直线BC解析式为y=﹣x﹣3,
设MN的解析式为y=﹣x+b
∵抛物线解析式为y=(x+1)2﹣4①,
∴M(﹣1,﹣4),
∴直线MN解析式为y=﹣x﹣5②,
联立①②得 (舍), ,
∴N(﹣2,﹣3),
即:N(﹣1+ , )或N(﹣1﹣ , )或N(﹣2,﹣3)
【解析】(1)用待定系数法求出抛物线解析式即可;(2)由抛物线解析式确定出抛物线的顶点坐标和与x轴的交点坐标,用勾股定理的逆定理即可;(3)根据题意判断出点N只能在x轴上方的抛物线上,由已知四边形的面积相等转化出S△ABN=S△BCM , 然后求出三角形BCM的面积,再建立关于点N的坐标的方程求解即可.